聚酰亞胺薄膜的生產(chǎn)工藝主要有以下幾種:
1.一步法
工藝過(guò)程:將二酐和二胺等原料直接在溶劑中進(jìn)行聚合反應(yīng),同時(shí)加入適量的添加劑,然后通過(guò)流延或擠出等方法將反應(yīng)后的溶液制成薄膜,再經(jīng)過(guò)干燥、固化等工藝形成聚酰亞胺薄膜。
特點(diǎn):工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)周期短,成本較低。但對(duì)原料的純度和反應(yīng)條件要求較高,否則難以控制反應(yīng)的進(jìn)程和產(chǎn)物的性能。
2.兩步法
工藝過(guò)程
第一步:先將二酐和二胺在低溫下于極性溶劑中進(jìn)行縮聚反應(yīng),生成聚酰胺酸(PAA)溶液。
第二步:將 PAA 溶液通過(guò)流延或擠出成膜后,再經(jīng)過(guò)高溫亞胺化處理,使 PAA 轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺薄膜。亞胺化過(guò)程可以是熱亞胺化,即通過(guò)加熱使 PAA 分子脫水環(huán)化;也可以是化學(xué)亞胺化,使用脫水劑和催化劑促使 PAA 發(fā)生亞胺化反應(yīng)。
特點(diǎn):兩步法有利于控制反應(yīng)過(guò)程,能夠獲得分子量較高且性能穩(wěn)定的聚酰亞胺薄膜。熱亞胺化法生產(chǎn)的薄膜性能較好,但設(shè)備要求高、能耗大;化學(xué)亞胺化法反應(yīng)條件相對(duì)溫和,但可能會(huì)引入雜質(zhì),需要后續(xù)處理。
3.流延法
工藝過(guò)程:將聚酰亞胺樹(shù)脂溶液均勻地流延在連續(xù)運(yùn)行的不銹鋼帶或其他光滑的載體上,通過(guò)控制流延速度、溶液濃度和干燥條件等,使溶劑揮發(fā),形成均勻的薄膜,然后從載體上剝離下來(lái),再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的固化和后處理得到聚酰亞胺薄膜。
特點(diǎn):可以制備出厚度均勻、表面平整的高質(zhì)量薄膜,適用于生產(chǎn)各種規(guī)格的聚酰亞胺薄膜,尤其是超薄型薄膜。但生產(chǎn)效率相對(duì)較低,設(shè)備投資較大。
4.擠出法
工藝過(guò)程:將聚酰亞胺樹(shù)脂顆粒加熱熔融后,通過(guò)擠出機(jī)的螺桿擠出,經(jīng)過(guò)模頭形成薄膜狀,然后在冷卻輥上冷卻定型,再經(jīng)過(guò)牽引、拉伸等工藝,收卷得到聚酰亞胺薄膜。
特點(diǎn):生產(chǎn)效率高,適合大規(guī)模生產(chǎn)。能夠制備出具有一定拉伸性能和取向度的薄膜,可通過(guò)調(diào)整擠出工藝參數(shù)來(lái)控制薄膜的厚度和性能。但對(duì)樹(shù)脂的流動(dòng)性和熱穩(wěn)定性要求較高,設(shè)備的加工精度和工藝控制難度較大。
5.吹塑法
工藝過(guò)程:將聚酰亞胺樹(shù)脂加熱至熔融狀態(tài),通過(guò)擠出機(jī)擠出成管狀,然后向管內(nèi)通入壓縮空氣,使管狀薄膜吹脹成泡狀,在冷卻風(fēng)環(huán)的作用下冷卻定型,經(jīng)過(guò)牽引、卷繞等工序得到聚酰亞胺薄膜。
特點(diǎn):可以生產(chǎn)出具有雙向拉伸性能的薄膜,提高薄膜的力學(xué)性能和阻隔性能。設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單,投資成本較低。但薄膜的厚度均勻性控制難度較大,生產(chǎn)過(guò)程中需要正確控制吹脹比、牽引速度等參數(shù)。